MCGS 电力系统实验指导书解析
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第五章单机-无穷大系统稳态运行方式实验
一、实验目的
1.熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。
2.掌握对称稳定工况下,输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围。
3.掌握输电系统稳态不对称运行的条件、参数和不对称运行对发电机的影响等。
二、原理说明
单机-无穷大系统模型,是简单电力系统分析的最基本,最主要的研究对象。本实验平台建立的是一种物理模型,如下图3-4-1所示。
图3-4-1 单机-无穷大系统示意图
发电机组的原动机采用国标直流电动机模拟,但其特性与电厂的大型原动机并不相似。发电机组并网运行后,输出有功功率的大小可以通过调节直流电动机的电枢电压来调节(具体操作必须严格按照调速器的正确安全操作步骤进行!可参考《微机调速装置基本操作实验》)。发电机组的三相同步发电机采用的是工业现场标准的小型发电机,参数与大型同步发电机不相似,但可将其看作一种具有特殊参数的电力系统发电机。
实验平台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟,其电抗值满足相似条件。“无穷大系统”采用大功率三相自耦调压器,三相自耦调压器的容量远大于发电机的容量,可近似看作无穷大电源,并且通过调压器可以方便的模拟系统电压的波动。
实验平台提供的测量仪表可以方便的测量(电压,电流,功率,功率因数,频率)。QSZTQ-II(微机准同期系统)上有功角显示,便于直接观察功角变化。
三、实验设备
序号型号使用仪器名称数量备注
1 EAL-01 电源输出 1
2 EAL-02/0
3 双回路输出电路 1
3 EAL-II 微机原动机调速系统 1
4 EAL-II 微机发电机励磁系统 1
5 EAL-II 微机准同期系统 1
四、实验内容与步骤
合上总电源开关,合上主电源源开关,输电线路选择XL1和XL3(即闭合QFS、QF1、QF3和QF5,红灯亮。注释:绿灯亮表示断路器为断开状态,红色亮表示断路器为闭合状态),调节三相调压器,主控屏系统电压表显示380V。
打开QSTSXT-II(微机调速系统) 、QSLCXT-II(微机励磁系统)和QSZTQ-II (微机准同期系统)电源船型开关.。
进入QSTSXT-II(微机调速系统)中选择选择“本地控制”,在原动机控制方式界面选择“转速闭环”在原动机恒转速控制模式界面中点击“转速设置”输入转速1500确定(注释:1500为原动机的额定转速),点击“转速启动”,等待原动机转速稳定(注:原动机的转速不要超过1800转,如果超过1800转时应该立即关闭电源开关)。操作如下图所示:
进入QSLCXT-II(微机励磁系统)中选择“本地控制”在他励模式下工作方式选择“电流闭环励磁”点击“闭环启动”按钮,通过按“增加”或“减少”改变发电机的线电压为380V左右(可以观察主控屏发电机电压表为380V或在触摸屏内观察U相电压:220V左右、V相电压:220VU左右、C 相电压:220V左右,主控屏模拟表显示的为线电压;触摸屏屏内采集的为相电压)使发电机电压为380V左右,如果电压达不到380V,通过按“增加”或“减少”(注:主控屏模拟表发动机的线电压不要超过420V,触摸屏相电压不能超过240V)。
操作如下图所示:
进入QSZTQ-II (微机准同期系统)中选择“本地控制”,在并网控制方式选择“半动并网”,在半动并网控制中点击“启动”按钮,在这种情况下,要满足并列条件,需要手动调节发电机电压、频率,直至电压差、频差在允许范围内,相角差在零度前某一合适位置时,微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸,“压差闭锁”和“频差闭锁”灯亮,表示压差、频差均满足条件,微机装置自动判断相差也满足条件时,发出合闸命令,合闸成功后,QFG绿灯亮。
5. 并上网后点击微机调速装置的“有功增”、“有功减”按钮,调整发电机有功功率(有功不能超过800W);点击微机励磁装置的“无功增”、“无功减”按钮,调整发电机无功功率,使输电系统处于不同的运行状态,为了方便实验数据的分析和比较,在调节过程中U g=380V左右(电压不能超过420V)。观察并记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值,计算、分析和比较运行状态不同时,运行参数(电压损耗、电压降落、沿线电压变化、无功功率的方向等)变化的特点及数值范围,记录数据于表3-4-1中。
注:在调节功率过程中发电机组一旦出现失步问题,立即进行以下操作,使发电机恢复同步运行状态:操作微机调速装置上的“减少”按钮,减少有功功率;操作微机励磁装置上的“+”按钮,提高发电机电势;单回路切换成双回路。
参数
P Q IA IB IC U g U sΔU 线路结构
单
回
路
双
回
路
P-有功功率;Q-无功功率;I-发动机端电流;U sw-中间站电压
ΔU-电压损耗;2.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
实验步骤基本同按实验内容⒈只是将原来的单回线路改成双回路运行。观察并记录数据于表3-4-1中,并将实验结果与实验1进行比较和分析。
3.单回路稳态非全相运行实验
(1)在全相运行的基础上,减小发动机的有功和无功大概为零时,
输送单回路稳态对称运行时相同的功率(及闭合QFS,QF1,QF5,
QF3)。
(2)点击微机调速装置的“有功增”、“有功减”按钮,调整发
电机有功功率(有功不能超过800W);点击微机励磁装置的“无功增”、
“无功减”按钮,调整发电机无功功率,使输电系统处于不同的运行状态,为了方便实验数据的分析和比较,在调节过程中U g=380V左右(电压不能超过420V)。
(3)在全相运行的基础上,减小发动机的有功和无功大概为零时,此时设置发电机出口非全相运